(57)【要約】【課題】  二成分現像剤に使用されるシリコーン樹脂被覆キャリアにおいて、使用済みのキャリア表面に再び均一なシリコーン樹脂被覆膜を生成し再生する方法であって、特に小粒径化され、キャリア表面に強固に付着するトナーを含有するキャリアであっても良好に再生しうる方法、再生されたシリコーン樹脂被覆キャリア、該キャリアを含有する二成分現像剤、該二成分現像剤を用いる画像形成方法、画像形成装置および現像容器を提供する。【解決手段】  シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーからなる二成分現像剤からトナーを剥離し、得られたキャリアを水、親水性有機液体および樹脂溶解用液体からなる混合液体中に浸漬させ被覆樹脂を除去する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーからなる二成分現像剤からトナーを剥離する工程と、
得られたキャリアを水、親水性有機液体および樹脂溶解用液体からなる混合液体中に浸漬させ被覆樹脂を除去する工程を有することを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項２】
請求項１記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
前記親水性有機液体が低級アルコールであることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項３】
請求項１記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
前記樹脂溶解用液体がトルエンであることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項４】
請求項３記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
前記樹脂溶解用液体がトルエンであるときは混合液体中トルエンが１５重量％以上含有されることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
浸漬処理を混合攪拌羽根と解砕羽根を持つ装置を用いて行うことを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
被覆樹脂除去後のキャリアをシリコーン樹脂で被覆する工程を有することを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項７】
請求項６記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、
前記シリコーン樹脂がシリコーン樹脂とアミノ基を有するアルコキシシラン化合物を含むことを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法。
【請求項８】
請求項６または７記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法により得られることを特徴とする再生シリコーン樹脂被覆キャリア。
【請求項９】
請求項８記載の再生シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーを含有することを特徴とする二成分現像剤。
【請求項１０】
請求項９記載の二成分現像剤を用いて静電潜像を可視像化することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
請求項９記載の二成分現像剤が使用されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９記載の二成分現像剤が収納されることを特徴とする現像容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像方式を用いた画像形成装置に使用されるシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法、再生されたシリコーン樹脂被覆キャリア、該キャリアを含有する二成分現像剤、該二成分現像剤を用いる画像形成方法、画像形成装置および現像容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像方式に使用されるキャリアは、画像形成装置で使用されるとき、消費されることなく繰り返しトナーと攪拌、混合されるが、キャリア表面にトナーの一部成分が付着する所謂スペント現象やキャリア表面の組成物が摩耗したり剥離したりすることにより、帯電付与能力が変動することが避けられず、現像剤の交換が必要となる。
【０００３】
こうした使用済みキャリアを再生、もしくは再利用する方法として、例えば、特許文献１はキャリアを加熱して不純物を除去するものであるが、フェライトキャリアにおいては、電気抵抗を調整するための第二の加熱工程が必要である。また、特許文献２には樹脂コート型キャリアの表面を研磨して使用する方法が開示されている。しかしながら、キャリアが劣化する原因は表面組成物の摩耗や剥離によるところが大きく、そのような再生方法を用いてもキャリアの品質を初期状態に回復させることは困難である。さらにまた特許文献３にはシリコーンコートキャリアとトナーからなる二成分現像剤からトナーを剥離して得られたキャリアを水、もしくは親水性有機液体中に浸漬し、再びシリコーン膜を形成して再生する方法が開示されている。しかしながら、近年、高画質を得るためにトナーは小粒径化されており、トナーの帯電量は高くなる傾向にある。そのため、キャリアからトナーを十分に剥離することができず、キャリアの再生を十分に行うことができない。
【特許文献１】特開昭６３−２１２９４５号公報
【特許文献２】特開平７−２８２８０号公報
【特許文献３】特開２０００−２３５２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、二成分現像剤に使用されるシリコーン樹脂被覆キャリアにおいて、使用済みのキャリア表面に再び均一なシリコーン樹脂被覆膜を生成し再生する方法であって、特に小粒径化され、キャリア表面に強固に付着するトナーを含有するキャリアであっても良好に再生しうる方法、再生されたシリコーン樹脂被覆キャリア、該キャリアを含有する二成分現像剤、該二成分現像剤を用いる画像形成方法、画像形成装置および現像容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記本発明の目的は次の手段により達成される。すなわち、本発明によれば、第一に、シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーからなる二成分現像剤からトナーを剥離する工程と、得られたキャリアを水、親水性有機液体および樹脂溶解用液体からなる混合液体中に浸漬させ被覆樹脂を除去する工程を有することを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法が提供される。
【０００６】
第二に、第一に記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、親水性有機液体が低級アルコールであることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法が提供される。
【０００７】
第三に、第一に記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、樹脂溶解用液体がトルエンであることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法が提供される。
【０００８】
第四に、第三に記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、樹脂溶解用液体がトルエンであるときは混合液体中トルエンが１５重量％以上含有されることを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法が提供される。
【０００９】
第五に、第一ないし第四のいずれかに記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、浸漬処理を混合攪拌羽根と解砕羽根を持つ装置を用いて行うことを特徴とするシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法が提供される。
【００１０】
第六に、第一ないし第四のいずれかに記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、被覆樹脂除去後のキャリアをシリコーン樹脂で被覆する工程を有することを特徴とするキャリアの再生方法が提供される。
【００１１】
第七に、第六に記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法において、前記シリコーン樹脂がシリコーン樹脂とアミノ基を有するアルコキシシラン化合物を含むことを特徴とするキャリア再生方法が提供される。
【００１２】
第八に、第六または第七に記載のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法により得られることを特徴とする再生シリコーン樹脂被覆キャリアが提供される。
【００１３】
第九に、第八に記載の再生シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーを含有することを特徴とする二成分現像剤が提供される。
【００１４】
第十に、第九に記載の二成分現像剤を用いて静電潜像を可視像化することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【００１５】
第十一に、第九に記載の二成分現像剤が使用されることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
第十二に、第九に記載の二成分現像剤が収納されることを特徴とする現像容器が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の再生方法によれば、樹脂溶解用液体により、キャリア表面に付着しているトナーを剥離し、同時に水と親水性有機液体でシリコーン樹脂被覆キャリアの持つ疎水表面を加水分解して被覆材料との接触性を向上させることから、従来、再生化を十分に行えなかった被覆キャリア上に強い静電的吸着力で吸着している小粒径化トナーでさえも十分に剥離することができ、シリコーン樹脂被覆キャリアの再生化を確実なものにすることができる。
【００１８】
請求項２の再生方法によれば、上記親水性有機液体が低級アルコールであることから、親水性が強く、キャリア表面の濡れ性を良好にし、加水分解を促進することができる。
【００１９】
請求項３の再生方法によれば、上記樹脂溶解用液体がトルエンであることから、トナーを剥離する力が非常に強く、小粒径化トナーであっても問題なく剥離することができる。
【００２０】
請求項４の再生方法によれば、上記トルエンの含有量が上記混合液体中１５％以上であることから、トナーの剥離を十分なものにすることができる。
【００２１】
請求項５の再生方法によれば、浸漬処理を混合攪拌羽根と解砕羽根を持つ装置を用いて行うことから、混合攪拌羽根によりキャリアと液体が混合攪拌され水による加水分解が促進され、解砕羽根によりキャリア表面のトナーの剥離が促進されると共にキャリア同士の凝集を防止することができる。
【００２２】
請求項６の再生方法によれば、被覆樹脂除去後のキャリアをシリコーン樹脂で再び被覆することから、再生前と同等のキャリア品質を付与することができる。
【００２３】
請求項７の再生方法によれば、シリコーン樹脂にアミノ基を有するアルコキシシラン化合物を含むことから、シリコーン樹脂と添加剤との分散性が向上し、添加剤がキャリアに充分被覆されて、現像剤帯電量の劣化を少なくすることができる。
【００２４】
請求項８の再生シリコーン樹脂被覆キャリアによれば、上記本発明のシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法により得られるキャリアであることから、再生前キャリアと同等の特性を有するキャリアを得ることができる。
【００２５】
請求項９の二成分現像剤によれば、上記本発明の再生シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーを含有することから、多数枚印刷後の現像剤帯電量の低下が再生前と同様に小さく、地肌汚れもなく、良好な画像を得ることができる。
【００２６】
請求項１０の画像形成方法によれば、上記本発明の再生シリコーン樹脂被覆キャリアを含有する現像剤を用いることから、小粒径トナーを用いた場合でも再生前と同等の画像形成を行うことができる。
【００２７】
請求項１１の画像形成装置によれば、上記本発明の再生シリコーン樹脂被覆キャリアを含有する現像剤を用いることから、小粒径トナーを用いた場合でも再生前と同等の画像形成を行うことができる。
【００２８】
請求項１２の現像容器によれば、上記本発明の再生シリコーン樹脂被覆キャリアとトナーが収納されることから、再生前と同等の品質を有する現像剤が収納された現像容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明は、上述のように使用後の現像剤からトナーを剥離し、得られたキャリアを、水、親水性有機液体および樹脂溶解用液体からなる混合液体に浸漬することにより、キャリア表面に強固に帯電吸着しているトナーを剥離し、同時にキャリア表面の被覆材料を一部加水分解することにより剥離し、再びシリコーン樹脂を被覆することからなるシリコーン樹脂被覆キャリアの再生方法を特徴とするものである。再生工程においては、必要に応じて加熱、減圧、加圧などを行なうことができる。
【００３０】
本発明で使用される親水性有機液体とは水と親和性を有する一般公知の有機物をすべて意味するが、中でも低級アルコール類が好ましい。一般にシリコーン樹脂が被覆されたキャリアは、水に対して濡れ性が乏しいため、純水にシリコーン樹脂被覆キャリアを直接浸漬しても、キャリアと水を十分に接触することは困難である。そのため、水に適当量の親水性有機液体、例えば低級アルコールを混合せしめることはキャリア表面を効率的に加水分解する上で効果的である。
【００３１】
また、本発明で使用される樹脂溶解用液体はトルエンであることが好ましい。トルエンはキャリア表面からトナーを剥離するのに非常に効果的である。
【００３２】
樹脂溶解用液体としてトルエンを使用する場合は、水、親水性有機液体および樹脂溶解用液体からなる混合液体中、トルエンを１５重量％以上使用する必要がある。１５重量％未満ではキャリア表面からトナーを剥離する効果が減少する。
【００３３】
上記の浸漬処理は、混合攪拌羽根と解砕羽根を持つ装置内で、水、親水性有機液体、樹脂溶解液体とキャリアを浸漬する。混合攪拌羽根によりキャリアを攪拌させることで水による加水分解が促進され、解砕羽根でキャリア表面のトナーの剥離が促進され、同時にキャリア同士の凝集が防止できる。上記装置としては例えば特開平１０−９７１０４号公報記載の装置（図１など参照）を用いることができる。
【００３４】
本発明は上記浸漬処理後のキャリアに再びシリコーン樹脂を被覆することによってキャリアを再生する。
【００３５】
本発明においては、シリコーン樹脂と添加物の分散性、相溶性を向上させるために、一般に公知のシランカップリング剤を含めることができる。シランカップリング剤としては、Ｘ−Ｓｉ（ＯＲ）ｎ（ただし、ｎは１〜３の正数）の一般式で表わされる全ての物質（ここで、Ｘは有機物、無機物との反応性、吸着性を有する各種の官能基、および官能基を有する飽和、不飽和炭化水素鎖を意味する。ＯＲはアルコキシ基を表わす。）を意味する。特に、請求項７に記載の通り、使用されるシリコーン化合物がアミノ基を有するアルコキシシラン化合物すなわちＸにアミノ基を有する、所謂アミノシランカップリング剤は生成するキャリアの摩擦帯電性を付与する上で効果的である。
【００３６】
本発明において再生される二成分現像剤のシリコーン樹脂被覆キャリアとしては、公知のものが全て使用可能であり、例えば鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどこれらの表面をシリコーン樹脂で被覆したものが挙げられる。
【００３７】
また、シリコーン樹脂としては、従来から知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、下記式で示されるオルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーンおよびアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどで変成したシリコーン樹脂が挙げられる。
【００３８】
【化１】
2005300676.tif 000002
【００３９】
シリコーン樹脂層の形成方法としては従来同様、キャリア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段でシリコーン樹脂を塗布すればよい。
【００４０】
本発明に使用されるトナー用樹脂としては、公知のもので良く、例えばスチレン系樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等が挙げられる。
【００４１】
また、トナーの製造方法としては、従来公知の方法で良く、例えば、少なくとも結着樹脂、着色剤及び離型剤より成るトナー組成物をヘンシェルミキサー等で乾式混合し、一軸或いは二軸混練機、二本ロール等で溶融混練し、気流式、機械式の粉砕機で粉砕、分級し、必要に応じて外添剤混合を行う。
【００４２】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
（シリコーン樹脂被覆キャリアの作製）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１：トーレダウコーニングシリコーン社製）の固形分に対してカーボン（ライオン、アクゾ社製、ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ６００）３０ｗｔ％を、ホモミキサーを使用して、１５分間分散し、この分散液を固形分５ｗｔ％になるようにトルエンで希釈し、平均粒径５５μmＣｕ−Ｚｎフェライトに流動床式スプレー装置にて塗布し、電気炉を用いて３００℃で焼成してシリコーン樹脂被覆キャリアを得た。
【００４４】
（トナーの作製）
ポリオール樹脂１００重量部、サリチル酸亜鉛２重量部、マゼンタ顔料４．５重量部をヘンシェルミキサ−にて混合した後、二本ロールで溶融混練し、冷却して気流式粉砕、分級により体積平均粒径５．０μｍの母体トナーを得た。次に、これに疎水性シリカ１重量部、酸化チタン０．８５重量部をヘンシェルミキサーにて混合し、超音波振動篩にて凝集体を除去してトナーした。
【００４５】
上記により得られたシリコーン樹脂被覆キャリアとトナーを混合して、トナー濃度７％の現像剤を作製した。この現像剤をデジタルフルカラー複写機（リコー社製ｉｍａｇｉｏ Ｃｏｌｏｒ２８００）にセットし、マゼンタ単色による１５万枚の印刷評価を行った。
【００４６】
印刷評価後の現像剤からトナーを分離し、使用済みキャリアＡを得た。密閉可能なボールミルポットに水とエタノールとトルエンの混合液体（混合重量比３：４：２）３００部を入れ、先のキャリア１００重量部を投入し、４０時間ボールミル攪拌を行なった。得られたキャリアは水により数回のデカンテーションを繰り返し、洗浄し、剥離物を除去し、バットに広げ放置乾燥した。
【００４７】
得られたキャリアにシリコーン樹脂（ＳＲ２４１１：トーレダウコーニングシリコーン社製）の固形分に対してカーボン（ライオン、アクゾ社製、ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ６００）３０ｗｔ％を、ホモミキサーを使用して、１５分間分散し、この分散液を固形分５ｗｔ％になるよう希釈し、塗布し、流動床式スプレー装置にて塗布し、電気炉を用いて３００℃で焼成した。キャリア膜厚０．１５μｍの再生キャリアＡ―１を得た。キャリアＡ―１を上記トナーと混合し、現像剤を得た。
【００４８】
（実施例２）
実施例１において、体積平均粒径４.５μｍのトナーとし、トナー濃度１０％の現像剤を作製して同様の印刷評価を行った。印刷評価後の現像剤からトナーを分離し、使用済みキャリアＢを得た。側面に解砕羽根を取り付けたヘンシェルミキサー（上述の装置（深江工業社製多機能型混合ミキサー））に水とエタノールとトルエンの混合液体（混合重量比３：４：２）３００部を入れ、先のキャリア１００重量部投入し、２４時間攪拌を行なった。得られたキャリアは水により数回のデカンテーションを繰り返し、洗浄し、剥離物を除去し、バットに広げ放置乾燥した。次に実施例１と同様に、得られたキャリアにシリコーン樹脂を塗布し、キャリア膜厚０．１５μｍの再生キャリアＢ―１を得た。キャリアＢ―１を上記トナーと混合し、現像剤を得た。
【００４９】
（比較例１）
実施例1において、密閉可能なボールミルポットに水とエタノールの混合液体（混合重量比３：７）３００部を入れ、先のキャリア１００重量部を投入し、４０時間ボールミル攪拌を行なった。得られたキャリアは水により数回のデカンテーションを繰り返し、洗浄して剥離物を除去し、バットに広げ放置乾燥した。
次いで実施例１と同様に、得られたキャリアにシリコーン樹脂を塗布し、キャリア膜厚０．１５μmの再生キャリアＣ―１を得た。キャリアＣ―１を上記トナーと混合し、現像剤を作製した。
【００５０】
上記により得られた実施例１、実施例２および比較例１の再生キャリアについて、次の測定方法により現像剤帯電量、キャリア膜厚、印刷評価、地肌汚れの評価を行った。評価結果を表１に示す。
・現像剤帯電量測定：ブロ−オフ法により、帯電量を測定した。
・キャリア膜厚測定：透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察し膜厚を測定した。
・印刷評価：毎分２８枚の速度で連続して画像出力を行った。
・地肌汚れ：非画像上のトナーの汚れを観察した。汚れがない良好な画像の場合を○、汚れがあり、使用上問題がある場合を×と判定した。
【００５１】
【表１】
2005300676.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、実施例１では、再生キャリアを使用した現像剤は印刷後の現像剤帯電量の低下が再生前と同じであり、地肌汚れもなく、良好な画像が得られた。
実施例２は小粒径トナー、かつトナー濃度が高い現像剤であるが、再生前と同等の特性を有している。
比較例では、再生キャリアの現像剤帯電量は再生前と同等であるが、印刷後の現像剤帯電量が低下し、地肌汚れが発生した。